文献分享：支原体与细胞应激反应

引言

支原体是一种大小在细菌和病毒之间、可自我复制的原核细胞。支原体寄生于人、动物、植物、昆虫细胞，为寄生生活。支原体容易附着于细胞表面，与宿主细胞胞膜融合并交换成分。

支原体无论是对于科研或临床用的培养细胞，还是对于工业上的生产细胞，都会产生严重的危害，例如导致细胞基因表达谱改变，但更多具体的改变并不清楚。

2020年《Scientific Report》期刊上发表一篇国外的研究，报道支原体感染乳腺上皮细胞会引发炎性基因上调，导致细胞进入应激状态。

Zhao, W., Bendickson, L. & Nilsen-Hamilton, M. The Lipocalin2 Gene is Regulated in Mammary Epithelial Cells by NFκB and C/EBP In Response to Mycoplasma. Sci Rep 10, 7641 (2020).

摘要

细胞进入应激状态的标志是Lcn2基因表达升高，特别是在参与先天免疫反应的细胞中，这其中即包括上皮细胞。Lcn2基因的产物，在人即是NGAL蛋白，它是有名的肾损伤血清标志物。NGAL可由各种组织的上皮细胞产生，这些组织包括肾、乳腺、子宫、肝脏、胃、小肠、结肠、肺脏等。以往在一些组织上观察到，在病原菌入侵或出现应激时，它的表达就会升高。

人类Lcn2 (NGAL)在血液和组织中，对许多应激源(包括微生物感染和髓细胞和上皮细胞的LPS)，均表现出表达升高。

研究人员将Lcn2的微生物激活剂扩展到了支原体，并描述了在小鼠乳腺上皮细胞（HC11）中，研究MALP-2调控Lcn2基因和支原体感染的机制。研究人员发现：

不仅支原体污染能引发细胞内的Lcn2基因表达升高，而且仅仅是向培养液中加入支原体膜上的一种成分——MALP-2脂肽，也能使细胞出现Lcn2的表达升高。

Lcn2启动子激活在暴露于MALP-2之后仍保持升高，并且在支原体感染细胞中持续升高。无论是人还是小鼠Lcn2启动子的激活都需要NFκB和C/EBP的激活。因此，Lcn2被支原体成分强烈而持久地激活，这些支原体成分刺激先天免疫反应，其基本调节机制与人类和小鼠基因相同。

实验结果

研究人员发现：

1、在Lcn2升高之前，被支原体感染的细胞还出现了TNFα、IL-6和IκBζ表达增加。已知TNFα、IL-6是促炎性因子，而IκBζ是炎性信号通路上的关键分子。

2、研究人员还揭示了Lcn2基因活化的机制，是需要转录因子NFκB和C/EBP的参与。

实验方法

在检测细胞是否被支原体污染时，该篇论文的研究人员，用到了PCR的方法。

由于不涉及定量分析，只做研究级别的定性分析，因此只用到了常规PCR。

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在进行对照组设置时，需要设置“支原体祛除组”，研究人员选择用细胞用支原体祛除试剂，对细胞进行处理。

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总结

该研究很好地诠释了支原体污染细胞后，会使细胞进入应激状态，使炎性基因上调，从而影响整个细胞基因表达谱的改变。尽管是该研究是以乳腺上皮细胞为模型，但对其他上皮细胞乃至其他类型细胞，都具有借鉴意义。

因此应在平时的实验和生产中，注意支原体的预防和监测，防止对实验和生产造成不良影响。

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